摘 要：首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術和課程學習系統(tǒng)的研究背景和意義，科學地論證了該系統(tǒng)研發(fā)的可行性，并進行了詳盡的系統(tǒng)分析。通過系統(tǒng)分析明確了系統(tǒng)需求及核心功能。在此基礎上，進一步設計了系統(tǒng)的整體框架、功能模塊和數(shù)據(jù)庫結構。“物聯(lián)網(wǎng)技術”課程學習系統(tǒng)的主要功能包括：管理員對用戶、課程、網(wǎng)站信息進行管理的功能；教師對課程和學生學習進行管理和評分的功能；教師進行線上教學、班級管理及線上考核的功能；用戶線上學習的功能。 此系統(tǒng)基于B/S架構，采用MySQL為后臺數(shù)據(jù)庫，Tomcat為Web服務器，使用Servlet和JSP網(wǎng)頁技術進行設計和實現(xiàn)。該系統(tǒng)提升了物聯(lián)網(wǎng)技術學習的便捷性，使用戶能夠不受時空限制地進行學習，相較于傳統(tǒng)的學習方式，更加靈活和便捷，為未來教育改革指明了方向。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術；課程學習系統(tǒng)；B/S；Java Web技術；UML；系統(tǒng)設計；智慧課堂

中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2025）01-0-05

0 引 言

近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術以驚人的速度滲透到人們生活的各個領域，包括物流運輸、城市軌道、交通監(jiān)控、醫(yī)療衛(wèi)生、災害預警等多個領域的蓬勃發(fā)展都離不開物聯(lián)網(wǎng)技術的支撐[1-4]。物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展對社會生活產(chǎn)生了深遠影響，同時也觸及到了教育教學領域。伴隨著社會信息化進程的不斷加快，當前的教育理念、教學內(nèi)容、教學模式以至教育結構均受到了深遠而重大的影響。在信息化社會的背景下，對教育有了新的要求，即教育要向高效化、終身化、全球化發(fā)展[5]。在這樣的要求下，基于互聯(lián)網(wǎng)的課程教育研究逐漸成為當今教育領域的熱點，同樣也是未來教學改革的一種趨勢。

經(jīng)過疫情風波的洗禮，國內(nèi)的教學方式迎來了新的變革，線上教育成為一股新興的浪潮。騰訊會議、釘釘?shù)染€上教育平臺一度爆火，成為中小學生及大學生的重要學習工具。同時MOOC慕課、超星學習通等學習網(wǎng)站也成為了線上學習的另一重要渠道。目前，我國的在線學習市場規(guī)模已經(jīng)達到了數(shù)千億元級別，并且這一數(shù)字仍在持續(xù)增長中。同時，線上課程的靈活性和多樣性使得許多傳統(tǒng)高校也在積極探索在線學習的可能性。然而，在這一過程中，如何提供有效的在線學習支持服務成為了一個重要的問題[6]。相較于傳統(tǒng)教學模式，本文所搭建的“物聯(lián)網(wǎng)技術”課程學習系統(tǒng)能夠使用戶更加高效、便捷地進行學習，方便教師進行管理，同時極大地減輕了任課教師的工作負擔，是當下學習的新風潮?！拔锫?lián)網(wǎng)技術”課程學習系統(tǒng)的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的教學模式和學習方式，有利于我國的教育改革和發(fā)展。

1 作品介紹

1.1 本論文主要解決的問題

針對無法參與線下教學或偏好自學的學生所面臨的學習問題，搭建了一個“物聯(lián)網(wǎng)技術”課程學習平臺。通過該平臺，學生可以隨時隨地進行線上“物聯(lián)網(wǎng)技術”學習，同時，教師可以在線進行發(fā)布課程、批改作業(yè)、查看班級信息等操作。此外，管理員可以對網(wǎng)站進行管理，維護平臺運行，提升教師和學生的使用體驗，并確保教學與學習的高效完成。

1.2 開發(fā)技術

本文的“物聯(lián)網(wǎng)技術”課程學習系統(tǒng)設計方案采取B/S架構[7]，使用MySQL數(shù)據(jù)庫存儲相關數(shù)據(jù)，并運用JSP（Java Server Pages）技術進行開發(fā)。

B/S架構，即Browser/Server（瀏覽器/服務器）架構。得益于B/S架構的工作原理，用戶無需安裝額外軟件，僅通過瀏覽器便可對后端服務器發(fā)起各類請求或進行相關操作。在網(wǎng)絡暢通的情況下，用戶可以隨時隨地地訪問后端數(shù)據(jù)庫服務器，實現(xiàn)不受時空限制的學習。

Java作為一種面向對象的編程語言，以其強大的功能以及簡潔的使用方式，被人們充分認可，獲得軟件研發(fā)者的高度好評[8]。

用Java技術來解決Web范圍的技術總和被稱為Java Web技術。其主要包含Servlet技術、JSP技術、Spring技術以及數(shù)據(jù)連接技術（Java Data-Base Connection， JDBC）。

1.3 預期目標

本文旨在利用可視化的編程工具，構建一個基于B/S架構的課程學習系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要用戶群體包括管理員、任課教師及學生，主要功能包括網(wǎng)站介紹、用戶登錄注冊、學習視頻查看、資料下載、留言以及后臺管理。

具體要求如下：

（1）前端客戶端：用戶可以在前端登錄課程學習系統(tǒng)，進行課程學習、資料查閱、資料下載、留言互動等。

（2）后臺服務器端：實現(xiàn)用戶信息的管理（增、刪、改、查），以及用戶權限的分級管理（管理員gt;教師gt;學生）。管理員可以對輪播圖、公告、班級進行管理，同時擁有對教師管理功能的操作權限；教師可以對視頻、課程、作業(yè)、作業(yè)提交情況、資料、系統(tǒng)等進行管理；學生則可以對課程、作業(yè)、作業(yè)提交情況和留言等進行管理。

2 系統(tǒng)分析

2.1 系統(tǒng)需求分析

基于B/S架構和Java語言的“物聯(lián)網(wǎng)技術”課程學習系統(tǒng)應滿足以下業(yè)務要求：

（1）多身份登錄機制：系統(tǒng)應該設計多種登錄身份，例如任課教師、學生和系統(tǒng)管理員；

（2）課程資料審核機制：系統(tǒng)應該具備對課程學習資料進行審核的機制；

（3）資料下載功能：系統(tǒng)應該具備視頻和學習資料下載的功能，方便用戶保存和學習；

（4）作業(yè)管理功能：系統(tǒng)應該具備發(fā)放作業(yè)、提交作業(yè)，作業(yè)打分等功能；

（5）信息管理功能：系統(tǒng)應該具備信息管理的功能，支持對學生、任課教師的個人信息以及登錄密碼的修改。

2.2 系統(tǒng)用戶分析

經(jīng)過以上對“物聯(lián)網(wǎng)技術”課程學習系統(tǒng)的主要實現(xiàn)功能的分析得出，系統(tǒng)至少包含3個用戶角色。下面將詳細分析每種用戶角色的需求和擁有的權限。

系統(tǒng)管理員：管理員主要負責系統(tǒng)的維護，擁有添加、刪除、更改用戶以及用戶審核、管理課程、系統(tǒng)管理等權限。

學生：學生能夠登錄系統(tǒng)、修改個人信息、進行課程學習、提交作業(yè)以及查看自己成績等。

任課教師：教師是除學生外的另一主體。他們可以通過課程學習系統(tǒng)修改個人信息、發(fā)布相關課程、批改學生作業(yè)、查看學生成績等。

3個用戶角色各自的需求見表1。

2.3" 系統(tǒng)主要流程分析

用戶通過注冊登錄賬號訪問系統(tǒng)，可以進行線上學習以及后臺管理。用戶注冊登錄流程如圖1所示。

學生登錄系統(tǒng)之后觀看網(wǎng)課視頻進行學習，在個人中心查看作業(yè)情況，若有作業(yè)，提交作業(yè)。學生學習流程如圖2所示。

教師需要登錄系統(tǒng)，發(fā)布視頻課程，添加教學資料，發(fā)布作業(yè)，批改作業(yè)和留言回復。教師教學流程如圖3所示。

2.4 系統(tǒng)功能分析

統(tǒng)一建模語言（Unified Modeling Language， UML）作為面向對象需求分析方法的建模工具，具有規(guī)則統(tǒng)一、易于表達、功能強大的優(yōu)勢，適用于各類軟件系統(tǒng)的需求建模。從一般的信息管理系統(tǒng)到大型復雜工程系統(tǒng)都可以用UML來描述、構建需求分析模型[9]。作為一種圖形化語言，UML把軟件開發(fā)中的多種方法整合到自身的設計流程中，適用于面向對象的軟件設計。通過UML語言，軟件工程領域的新技術、新思想被整合到設計流程中，不僅用于軟件研究與設計階段，還貫穿于軟件的全部生命周期。本節(jié)將使用UML語言分析課程學習系統(tǒng)的具體功能需求。

學生學習：學生可以在系統(tǒng)里查看課程視頻和學習資料、查看作業(yè)、下載作業(yè)、提交作業(yè)、留言，同時還可以查看作業(yè)成績并打印成績單。學生學習的用例如圖4所示。

教師教學：該系統(tǒng)的核心功能為支持學生的在線學習活動，而在線學習必然離不開教師的教學。教師登錄系統(tǒng)之后，可以在后臺發(fā)布課程、發(fā)布作業(yè)、查看并批改作業(yè)、添加學習資料、留言管理、導出課程與作業(yè)等信息。教師教學用例如圖5所示。

管理員管理：實現(xiàn)了用戶權限管理功能，包括對用戶信息的有效管控，對系統(tǒng)發(fā)布內(nèi)容進行嚴格的安全審核，以及負責輪播圖的設置、班級和系統(tǒng)管理等關鍵任務。管理員管理用例如圖6所示。

3 系統(tǒng)設計

3.1 系統(tǒng)架構設計

經(jīng)過對系統(tǒng)的詳細分析，決定使用三層B/S架構，前端使用JSP腳本語言，后端使用Java語言進行課程學習系統(tǒng)的研發(fā)。用戶通過客戶端瀏覽器發(fā)送請求，表示層將信息發(fā)送到業(yè)務邏輯層，然后業(yè)務邏輯層將信息發(fā)送到數(shù)據(jù)訪問層，實現(xiàn)系統(tǒng)功能。在服務器端，表示層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層是相對獨立的單元，具有杜絕客戶機直接操作后臺數(shù)據(jù)庫的能力，有效地防止了對系統(tǒng)后臺的非法入侵[10]。

3.2 系統(tǒng)功能模塊劃分

系統(tǒng)的總體結構包含兩部分：在線學習前臺，主要服務于學生，提供資料查閱、學習視頻播放、留言互動等功能，以便學生能夠便捷地獲取學習資源并參與學習交流。管理后臺，系統(tǒng)管理員進行系統(tǒng)維護、用戶管理等；教師進行課程發(fā)布、作業(yè)發(fā)布、作業(yè)批改等；學生進行作業(yè)查看、作業(yè)提交等。功能模塊如圖7所示。

3.3 數(shù)據(jù)庫設計

概念設計階段：本系統(tǒng)使用E-R圖完成對數(shù)據(jù)庫的概念設計。全局E-R圖如圖8所示。

邏輯結構設計：依據(jù)數(shù)據(jù)庫的概念分析結果，將之前所得的抽象模型轉化為具體的數(shù)據(jù)庫表結構。以下是各表的設計詳情。

（1）用戶表：用戶編號、登錄名、登錄密碼、用戶類型、用戶類型編號、姓名、性別、年齡、電話、地址、審核情況、班級編號、工號/學號、郵箱；

（2）課程表：用戶編號、課程編號、標題、內(nèi)容、教師名稱；

（3）作業(yè)表：用戶編號、作業(yè)編號、標題、內(nèi)容、班級編號、附件、時間；

（4）留言表：用戶編號、作業(yè)編號、標題、內(nèi)容、留言時間、性別、電話、回復；

（5）作業(yè)提交表：用戶編號、作業(yè)編號、作業(yè)提交編號、標題、內(nèi)容、附件、時間、分數(shù)、回復；

（6）公告表：公告編號、標題、內(nèi)容、時間、圖片；

（7）視頻表：視頻編號、用戶編號、標題、內(nèi)容、視頻；

（8）資料表：資料編號、標題、內(nèi)容、附件；

（9）輪播表：輪播編號、標題、圖片；

（10）介紹表：介紹編號、類別、內(nèi)容、時間；

（11）鏈接表：鏈接編號、名字、鏈接地址。

物理設計：根據(jù)對邏輯結構的分析，設計的主要數(shù)據(jù)庫表包括用戶表、課程表、作業(yè)表。

用戶表包含了用戶的個人信息、用戶賬號、密碼、姓名、電話等信息。用戶表具體設計見表2。

課程表共包含五個字段：用戶編號、課程標題、課程內(nèi)容、教師名稱、課程編號信息。課程表具體設計見表3。

作業(yè)表包含了用戶編號、作業(yè)標題、班級、作業(yè)內(nèi)容、附件、時間、作業(yè)編號信息。作業(yè)表具體設計見表4。

4 結 語

本文設計了一個基于Java語言的“物聯(lián)網(wǎng)技術”課程學習系統(tǒng)，該系統(tǒng)旨在突破時間、空間等因素對傳統(tǒng)學習方式的限制，極大地提升了“物聯(lián)網(wǎng)技術”課程在線學習的便捷性。該系統(tǒng)不僅優(yōu)化了用戶的學習體驗，也極大地便利了管理員的日常工作。此系統(tǒng)的成功開發(fā)，為未來智慧教育系統(tǒng)的進一步發(fā)展提供了一種創(chuàng)新性的解決方案，擁有良好的應用前景。

注：本文通訊作者為馮鋒。

參考文獻

[1]余雷.基于RFID電子標簽的物聯(lián)網(wǎng)物流管理系統(tǒng)[J].微計算機信息，2006（2）：233-235.

[2]何霖，姚世峰，馮亞琳.物聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)技術應用于城市軌道交通設備設施維修的探索[J].城市軌道交通研究，2015，18（10）：1-4.

[3]顧屹.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的高速公路交通流監(jiān)控研究[J].信息通信，2015（5）：87-88.

[4]趙智鵬，史蓮梅.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的氣象災害監(jiān)測預警體系研究[J].電腦知識與技術，2016，12（8）：263-265.

[5] ECKEL B. Java編程思想[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009：30-32.

[6]臧鵬飛，唐小麗.在線學習相關理論基礎與實踐知識的模式研究——評《在線學習支持服務理論與方法》[J].人民長江，2023，54（11）：256.

[7]馮乃喬，黃瑾瑜，沈文輝.基于B/S架構的智能家居管理平臺設計[J].工業(yè)控制計算機，2018，31（6）：123-124.

[8]袁琳琳.計算機軟件Java編程特點及技術分析[J].數(shù)字通信世界，2023（12）：87-89.

[9]鄒楠，厲志成.基于統(tǒng)一建模語言的軟件需求分析應用研究[J].電腦知識與技術，2022，18（35）：22-24.

[10]綦曉杰. 基于B/S架構的在線考試管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].長春：吉林大學，2012.